Visa varukorgen
Design & Illustration

Om olika armeringsvävar

Armeringsväven behövs av tre skäl:

  • Den står för det mesta av tvärskeppsstyrkan och ersätter på så vis spanten i traditionellt båtbygge.
  • Den bildar ett segt/starkt membran som skyddar träytan mot mekanisk åverkan genom att fördela lokala krafter över ett större område.
  • Den bildar tillsammans med epoxyn ett luft- och vattentätt skikt som kapslar in och skyddar träet mot fukt och träförstörande organismer.

Kraven på armeringsväven är därför komplexa. Den måste vara elastisk nog att följa träets rörelser men så styv att den väsentligt stabliliserar konstruktionen och ”betalar för sin vikt”. Den måste uppnå hållbar och permanent bindning med epoxy - inte bara gjutas in. För ett lätt träskrov är bästa valet tunn glasfiberväv men jag får ofta frågor om inte aramid- eller kolfiber skulle vara bättre.

Grundprincipen för all laminering med fiber och epoxi är att varje enskild fiber i fiberknippena skall vara omsluten av epoxi. Varje fiberknippe i en glasfiberväv innehåller omkring 400 fibrer med en diameter på ca 10 µ (1 µ = 1/1000 mm). Epoxiplasten måste ha god vätförmåga och en god vidhäftning till fibrerna. Samtidigt måste all innesluten luft pressas ut ur fiberknippena genom mekanisk bearbetning – antingen med kraftiga tag med gummispackel eller lite mer avancerat, med vakuum bagging eller infusion, vilket innebär att rätt mängd epoxyn sugs in med hjälp av vacuum.

Med en mycket grov prisjämförelse (twillvävd, ca 165 gr/m2, snitt från tre leverantörer, mars 2016) ligger glasfiberväv på ca 280:-/kg, kolfiberväv på ca 2000:-/kg och aramidväv på ca 1450:-/kg – men det varierar stort över tid och med inköpsmängd, vävtyp och -format, leverantör etc.

Glasfiber

Twillvävd glasfiberGlasfiber är den vanligaste fibern i kompositsammanhang, med fördelar som lågt pris, lätt tillgänglig i handeln, elektriskt isolerande (inga galvaniska problem tillsammans med metaller), förhållandevis hög draghållfasthet och mycket enkel att laminera eftersom det syns när väven är mättad. Nackdelar finns förstås också: relativt låg styvhet (låg E-modul), ganska hög densitet och ett besvärligt slipdamm (små vassa dammpartiklar).

Dragstyrkan för rena E-glasfibrer är relativt hög, ungefär som kolfiber i standardkvalitéer. Men eftersom E-glas har en hög töjbarhet blir E-modulen relativt låg.

Dragstyrka 3400 MPa
Töjbarhet ca 4,5%
E-modul 75 GPa
Densitet 2,6
Laminatvikt (160 g/m2) 290 g/m2

E eller S? E-glas (electrical grade) är standardglas, som vanligen används för kajakbyggen. S-glas (structural grade) är ett specialglas med bättre dragstyrka med större töjning. Det är också betydligt dyrare och svårare att väta ut och är därför knappast intressant för kajakbyggen. Därutöver finns olika specialglastyper (R, T, C, L, M, D, Q-glas) som är rätt ointressanta, eller till och med oanvändbara utanför sina respektive specialändamål (fast den som har sina favoritpaddelvatten i närheten av Tjernobyl eller Fukushima kanske kan vara intresserad av blyhaltigt L-glas med strålskyddsegenskaper ;-)

Volan eller Silan? Vid köp av glasfiberväv måste man vara observant på att väven är kompatibel med epoxy. Glasfiber är efterbehandlad med en ”primer” som dels stabiliserar väven medan den hanteras nödvändigt eftersom ”ren” glasfiber (Greige) är oljad för att fibrerna skall glida lätt under vävningen utan att brista) och dels binder kemiskt till både glasfibern och epoxyn. Det kan vara Volan (en kromförening) eller Silan (silikonbaserad). Båda är i de flesta fall användbara men det finns varianter av dem som är mindre lämpliga: kolla med leverantören. Volandopad väv är ofta mjukare och lättare att forma, men får en svagt grönaktig ton i tjocka lager, medan silandopad väv är starkare och ger en något mera hållbar förening med epoxyn. Silan anses också mera miljövänligt. Med "fel" väv blir det svårare att våta ut väven med epoxy, och hållfastheten blie lite sämre.

Satin eller plain? Vävtekniken är vanligen plain/tuskaft (enkla fiberknippen i inslag och varp) eller satin/tvill (två eller fler knippen). Tvillväv är att föredra för kajaker och kanoter eftersom den dels är något mer formbar och därmed lättare att drapera över skrovet utan veck och dels har aningen lägre ”bygghöjd” och följaktligen minskar epoxiåtgång och vikt. Tvillväven kan också ge aningen bättre styrka eftersom fibrerna i väven har större böjradie.

Ett epoxy/glas-laminat med 160 gr twillvävd glasfiber kommer att väga ca 290 gram/m2, baserat på 35% armering, vilket är en normal siffra för handlaminering. Med vaccum-bagging eller infusion kan man nå 65% armering vilket sänker vikten och ökar styrkan väsentligt.

Aramidfiber

Aramidväv, KevlarAramidfiber (Aromatisk Polyamid; t ex Kevlar) är en gul syntetfiber med mycket god draghållfasthet, rivstyrka och värmetålighet. Den har en något lägre draghållfasthet än glas, men töjningen är mindre varför E-modulen för ett laminat med denna fiber blir högre än för glas.

Dragstyrka 3150 MPa
Töjbarhet ca 2,5%
E-modul 115 GPa
Densitet 1,45
Laminatvikt (160 g/m2) 410 g/m2

Aramidfiber har en bättre böjlighet än glasfiber. Laminat med aramidfiber kännetecknas av en mycket hög slaghållfasthet, och används därför bland annat till skottsäkra västar. Fibern är svår att skära, klippa och att häfta eller spika genom. Kevlar går inte att slipa – den blir luddigare ju mer man försöker och måste därför kläs med tunn glasfiberväv för att kunna ytbehandlas. Den är också svårt att väta ut och risken för delaminering vid påfrestning är stor – väven håller men släpper från underlaget. Den är ogenomskinligt gul och kan därför inte användas om man vill att träet skall synas, och har dålig UV-beständighet. Priset är ungefär 5-6 gånger högre än glasfiber.

Ett epoxy/aramid-laminat med 160 gr twillvävd Kevlar kommer att väga ca 410 gram/m2, baserat på 35% armering, vilket är en normal siffra för handlaminering. Med vaccum-bagging eller infusion kan man nå 65% armering vilket sänker vikten och ökar styrkan väsentligt.

Kolfiber

KolfibervävKolfiber har blivit populärt i laminat på grund av den mycket höga styvhet som kan uppnås. Kolfibern har ungefär samma dragstyrka som glasfiber, men mycket lägre töjning vilket ger hög E-modul.

 

Dragstyrka 3400 MPa
Töjbarhet 0,6-2,1%
E-modul 400 GPa
Densitet 1,77
Laminatvikt (160 g/m2) 344 g/m2

Kolfiber används sällan som enda armering eftersom slagtåligheten vid normal användning är låg och laminatet blir skört. Vanligt är en kombination med aramid och/eller glasfiber. Fibern är elektriskt ledande vilket kan vara en nackdel i vissa applikationer (risk för galvaniska strömmar i kontakt med t ex aluminium och stål). Kolfiber är ogenomskinligt svart och kan inte användas om man vill att träet skall synas. Priset är ca 5-10 gånger högre än glasfiber.

Den kajakbyggare som använder kolfiber för att minska vikten i t ex sittbrunnssargen lurar sig oftast själv. Eftersom kolfiber har lägre densitet blir volymen färdigt laminat högre och därmed även epoxiåtgången. Ett handupplagt kolfiberlaminat väger därför nästan alltid mer än motsvarande glasfiberlaminat. För att nå den möjliga viktminskningen är det normalt nödvändigt att vacuumforma laminatet – alternativt suga upp överfödig epoxy med absorberande papper (fast då med risk att laminatet inte blir vattentätt).

Men i kajakbyggarsammanhang används kolfiber främst för sina estetiska kvalitéer – det är helt enkelt rätt snyggt med glänsande kolfiber i kontrast mot ljust trä: t ex i sarg, i de nerfällda skålarna för däcksluckor och i skädda, roder och beslag. För sådan användning är det viktigt att lägga en glasfiberväv över kolfibern – slipar man i kolfibern blir det inte snyggt (det ser ut som om man blandat sot i epoxyn).

Ett epoxy/kolfiber-laminat med 160 gr twillvävd kolfiber kommer att väga ca 345 gram/m2, baserat på 35% armering, vilket är en normal siffra för handlaminering. Med vaccum-bagging eller infusion kan man nå 65% armering vilket sänker vikten och ökar styrkan väsentligt.

Dynel och polypropylen

DynelvävFördelarna här är att de är billiga, lätta och mycket elastiska. En viktig nackdel är att de bara bidrar marginellt till styvhet och styrka – en annan att den låga densiteten gör att de tenderar att flyta upp i epoxyn och ge ojämn yta om man inte är mycket försiktig vid appliceringen. Tillsammans med lätta distansmaterial med stor tjocklek (50-100 mm) kan dessa fibrer ge mycket starka och tåliga laminat (se tex Sven Yrvinds Brisbåtar).

Termoplastvävar är oftast svåra att väta ut – fibern är från början avsedd för linor och segel och därför behandlade för att inte suga upp vatten, vilket tyvärr gör det svårt att få in epoxy också.

Summering

Allt sammantaget är därför ett tunt skikt vävd glasfibermatta den bästa kompromissen för kajaker och kanoter med den här beskrivna byggmetoden.

En mycket bra svensk sida om hartser och armeringsmaterial är fiber.get.to. Där finns det mesta från allmän information om användande, säkerhet, formbygge, data, jämförelser etc.

En amerikansk sida med bra info om både material och metoder: thayercraft.com.

Kommentarer

Jo tack BJörn. Mina erfarenheter med kolfiber visar med all önskvärd tydlighet att du har rätt. Till hemmabygge verkar inte kolfiber ge någon fördel alls (jo min nya paddel är ursnygg.) -vikten är nere under 500 g. -problemet är att jag samtidigt för att inte skulle rulla ut hela epoxi/duk processen förr én djävla paddel gjorde en barnpaddel klädd i glasfiber som viste sig att väga exakt samma, men är byggd mer robust. -Jag gillar desutom flexen i barnpaddeln bättre. desutom är kolfibern lite mera motsträvande att jobba med, och den simpla väven gör at den inte rigtigt håller ihop när man forsöker blöta ner den ordentligt. -Men det funkar utmärkt när man varver med glasfibertwill.

jag kör inte vacum, men har goda erfarenheter med gladpack och liggunderlag och några limklemmor -någon teknik jag hittade på nettet som håller epoxilagret lite grann nere.

Hade din kajak (http://thomassondesign.com/post/incidentrapport.aspx) klarat bottenkänning bättre eller sämre om insidan varit laminerad med ett kombinerat kevlar-kolfiber-skikt på insidan istället för glasfiber?

Hade det kunnat vara så att bitarna åtminstone hållit ihop efter bottenkänningen?

Eller hade den snarare gått sönder ännu mer?

Oaktat övriga nackdelar med allt annat än glasfiber som beskrivs i på denna sida.

Jag tror att en "bottenkänning" av det slaget hade resulterat i ungefär samma scenario oavsett armeringsväv - det är för stora krafter. Jag kan även tänka mig att en väsentligt starkare väv hade kunnat dra sönder betydligt mer av skrovet - nu slets akterdelen av med en "snyggt" snitt, som dels innebar att det gick att nödreparera med presenning och gaffatejp och dels att den riktiga reparationen blev ganska lätt.

Däremot tror jag att en kraftig kevlarremsa längs botten ger ett rätt bra slitskydd mot stenar, vid ovarsamma landningar.

Jag kan tänka mig att din nödreparation hade varit enklare om du hade haft kvar bitarna av aktern som nu istället seglade iväg på egen hand. Hur var däcklinan fäst i aktersäven? Slets linan av eller gick infästningen sönder? Av bilderna framår att linan hänger slak på det som är kvar av aktern.

(medveten om att frågeställningen hamnar på fel sida, men det var så enkelt att fortsätta diskussionen här)

Petter ...

Jag vill minnas att linan höll (4 mm försträckt fallina med fyrahundra kilos brottgräns) och att ändbeslaget (bygel i trä med två 1,5" träskruv) slets loss.

Jag tror inte att det hade förenklat reparationen om jag haft aktern med hem. Jag sågade bort en del sönderfläkt trä i skarven och jag tror inte att det hade gått snabbare att bygga en mellandel som skulle passa både bakåt och framåt, än att bygga en ny akter.

nä, reparationen hemma var nog bäst att göra med nya bitar. Men nödreparationen i fält var vad jag avsåg. Det borde varit ganska enkelt att (med massor av silvertejp) få fast den avslitna akterstumpen på ett sätt som blev tätt och ganska starkt. Oavsett ifall den lösa delen var i ett stycke eller i trasor. Det är i alla fall min erfarenhet från alla möjliga nödreparationer på bilar, båtar, ryggsäckar och annat.

Vad jag far efter är egentligen att det är eftersträvansvärt att hålla samman bitarna vid en olycka oavsett om man gör det med ett starkare armeringsmaterial eller på annat sätt. Precis som att luckor borde sitta med säkerhetslinor oavsett hur stadigt de sitter i normala fall. Originaldelarna, om än trasiga, är bättre än det mesta man kan hitta i fält.

Vid just din incident hade det kanske varit en fördel om däcklinan gick genom ett hål i stäven som man ser på dina nyare skapelser, istället för genom en skruvad bygel.

Eller tänker jag fel?

Det är nog inte omöjligt att en fasttejpad akter hade fungerat bättre än pressenning-sopsäck-alternativet. Men det finns också en risk att skadorna hade blivit större utan den oplanerade brottanvisningen som däcksbeslaget utgjorde. Och hade räddningsaktionen försvårats av en fritt hängande akter som slänger runt i bränningen? Kraften i flera meter hög bränning är oerhörd och svår att föreställa sig utan att ha varit där...

ack ja, det är många aspekter att tänka på. Och aldrig kan man står rätt förberedd för alla situationer.

Tack för intressanta tankar.

... och föresten. Den sortens bränningar har jag bara upplevt när jag stod tryggt och säkert på en stenpir i Visby hamn. Och det är inte förhållanden som jag skulle vilja hamna i plaskandes med en kajak. Helt säkert. Aldrig.

Fast - om man hakar på VKV-trenden med pontoner. Och fyller dem med vätgas så att man kan lätta från ytan och ballongflyga till tryggare plats när vattnet blir för vilt. Då kanske jag vågar.

:-)

Petter ...

EPIC hade ett kul aprilskämt i år. En surfski, fylld med vätgas, som hindrades att sväva iväg med ett snöre och en sten.

http://www.surfski.info/content/view/980/154/

OK. I'm convinced fibreglass is better than the other options. But are the fibres optimally aligned in the typical strip plank building methodology? Typically the cloth is laid such that half the fibres are parallel to the wood fibres and half are at right angles. Are not the fore-aft fibres wasted weight? Would it not be better to use unidirectional cloth laid so that all fibres are at right angles to the wood fibres? Or, if we have to use bi-directional woven cloth, wouldn't it be better to lay the cloth on the bias so that half the glass fibres are at 45 degrees to the wood fibres and the other half of the fibres are at 135 degrees? By not wasting half the fibres the same strength could be achieved with half the weight cloth, which would also absorb less epoxy resulting in a weight saving.

From my theoretical understanding I agree with the notion that the longitudinal glass fibers are to a degree wasted weight. The wood takes care of longitudinal strength.

But the laminate also perform as an I-beam, and in that I suspect that some uni-directivity between core and skin may be beneficial.

The 45/135 degree idea is interesting, in that it may produce some stiffening of the hull (though I do not see the need for kayak, but perhaps beneficial in open canoes), the same way as the diagonal metal hull straps used in traditional wooden hulls.

But I do not think it means that the cloth weight can be reduced, since you need the transversal strength that ribs provide traditional boat building (and I believe that the standard 165 gram cloth we use in sweden is just about perfect for that), and since the cloth also provide impact and abrasion strength to the soft wood.

Hi,

about glassing with a 45deg bias to the wood fibers:

We did just that for 6 catamaran hulls, 16 foot length. As you have to do some overlap on the glass when laying up you are looking at an interesting challenge when glassing or a lot of fairing and sanding.

Hej.

Jag har suttit och kikat igemon denna sida några kvällar nu. Och jag blir mer & mer sugen på att bygga själv. Jag har börjat kolla upp lite priser på epoxi & glasfiberväv. Men jag hittar ingenstans uppgifter om hur bred väven bör vara. Eller hur mycket som går åt. All väv jag hittar till vettiga priser på nätet är 1m bred. Räcker det eller behöver man ha den bredare?

Om jag ska bygga nått så lutar det åt en Smart eller Kavat som första bygge.

Får väl agera lite support medan Björn är borta.

Väven behöver vara minst 3 gånger båtens längd, då får man använda överbliva bitar till däckets undersida. 1m bredd på väven räcker för kajaker.

6-7 kilo epoxy.. kanske 8kg för förstagångsbygget.

Det följer med ett papper till ritningen där allt sånt här står och vart man kan skaffa det.

Tack Ola för påpasslig support ;-)

Hej Björn!

En riktigt bra sida detta.. Jag behöver köpa dynelväv för laminering med epoxy för kommande segelbåtsbygge, vet du var man får tag på detta? och går det att kombinera med glasfiberväv, dvs först ett lager med e-glas och sedan dynel/teryleneväv utanpå glasfibern? Mvh John eriksson

Tack John, men nej jag har ingen adress till Dynel-säljare – använder det aldrig. Såvitt jag vet är det inga problem att kombinera.

Hejsan!

Var handlar jag glasfiberväv och epoxi??? Bra grejor till vettiga priser. / Kjelle P

Jag brukar handla av BeHåPe, men det finns många bra leverantörer...

TACK!!!!! / Kjelle

Hej!

Jag har funderat på att laminera skrovet i kolfiber. Inte för vikt eller hållbarhet utan för utseendet.

Behöver man lägga på ett glasfiberlager över för att skydda kolfiberväven ?

/Per

Kolfiber behöver inte något skydd utöver klarlacken. Men du måste i så fall lacka direkt på sista epoxylagret. Behöver du slipa mellan epoxy och lack är risken stor att det snygga kolmönstret förvandlas till en något som mest påminner om sotfläckar om du råkar slipa genom epoxyn på något ställe.

Det är för att ha slipmån man lägger glasfiber över kolfibern på t ex sargar och luckskålar. På ett helt skrov blir det en kompromiss mellan att acceptera ökad vikt och att ha mer slipmån för slutfinishen.

Det är ju trots allt det snygga mönstret jag vill åt så jag får väl acceptera lite viktökning.

Vågar man sikla lite mellan lagrena eller ska man lägga glasfibret direkt utan någon bearbetning för en så stor duk kan man väl inte lägga "vått i vått" utan att man får en massa veck.

/Per

Hur är det med basalt fiber ?

Är det lämpligt för kajakbygge ?

Ola, jag vet inte om basaltfiber är testat tillsammans med epoxy. Ett potentiellt problem kan vara att basaltfibern är alkalisk (kiseloxid), vilket möjligen kan påverka bindningen till epoxyn. Någon som vet?

Per, sickla ner till väven men inte ner i den så går det bra. Sicklad eller slipad kolfiberväv blir mattsvart och mönsterlös.

Två personer kan lägga fiver vått-i-vått på en enkelkrökt yta, men är den dubbelkrökt är det bäst att lägga den i ett härdat underskikt.

Okej skorna i mina nya inlines använder materialet istället för kolfiber.

"As a basic material basalt is a black, alkaline extrusive rock. With only 5% higher density than the conventional glass fiber, basalt fiber offers in comparison a 15% higher tensile strength, higher compressive strength and rigidity. Basalt fibers are 100% natural and inert, e.g. they are classified as non-poisonous and non-carcinogenic = 100% eco friendly"

Det låter iallafall intressant ..

Ja, någon bör testa ;-)

Skriv en kommentar